75/60異型軌試制

趙治國

摘 要：異型軌是不同軌型線路間連接過渡的鋼軌，過渡段熱鍛壓成型式異型軌具有金屬纖維完整、整體強度大等優點，能取代異型魚尾板，可有效減少接頭沖擊，提高進出站車速。另外，它結構簡單，安裝方便，能滿足線路安全運營的需要。簡要介紹了75/60異型軌試制的技術方案以及產品的試制過程和檢驗結果，針對關鍵工序以及試制過程中遇到的技術難點和存在的問題提出切實可行的解決方案。

關鍵詞：75 kg/m線路；異型軌；熱鍛壓；鋼軌

中圖分類號：U213.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.127

我國鐵路線路廣泛使用不同類型的鋼軌。通常情況下，不同鋼軌軌頭的連接使用的是異型夾板，用螺栓連接。但是，這種連接接頭經常會被折斷，為行車安全埋下嚴重的隱患，所以，工務部門不得不依靠人工巡守來保證行車安全。鑒于此，為了提高車輛的運行速度，保證線路的運輸安全，異型軌得到了廣泛的應用。

隨著社會經濟的快速發展，鐵路運輸向高速重載的方向發展，75 kg/m鋼軌線路被廣泛應用，與原有的60 kg/m鋼軌連接的接頭也逐漸增多。采用75/60異型軌可以實現不同類型鋼軌的連接，提高接頭強度，有利于提高行車速度，保證行車安全。特別是在我局，隨著大秦線向南調撥鋼軌的逐步增加，75 kg/m鋼軌在線路上的使用量大增，大大滿足了貨運重載發展的需要。75 kg/m鋼軌的上道后，75/60異型軌的用量將逐步增加。現在，我局使用的75/60異型軌主要是從外局單位進采購的，為了改變這種情況，節約采購和維修成本，2014年經路局科委立項，由大同工務段與我廠合作共同試制75/60異型軌。如果試制成功，將填補我局在這一領域的技術空白。

1 技術方案的確定

1.1 連接方式

通常情況下，不同線路間的連接方式有2種：①采用異型夾板，用螺栓連接；②將大號數鋼軌一端壓制成與小號數鋼軌斷面相同的異型軌，將其與普通夾板利用螺栓連接或焊接起來。

1.2 2種方案的優、缺點

1.2.1 方案一

優點：現場只需要安裝異型夾板，安裝時間短。

缺點：兩側夾板不能互換，必須對稱制造，通用性差；夾板受力不均，易折斷，維護成本高；接縫處平順性差。

1.2.2 方案二

優點：接縫處平順性好；整體強度高，夾板受力均勻，使用壽命長，易維護；夾板可互換，通用性好；可采用螺栓連接方式，又可采用焊接方式，選擇靈活。

缺點：異型軌需在工廠制造，然后再運到現場，運輸中裝卸不方便；安裝時需松開線路扣件，安裝完畢還需恢復線路扣件，安裝時間比較長。

綜合考慮后，結合我廠生產設備的生產能力，確定采用現有成熟、可靠的熱壓成型技術路線，即方案二。

2 產品試制過程

2.1 產品試制工藝流程

產品試制工藝流程：下料→刨切→壓制→正火→調直→鋸切→銑底→鉆孔→刨軌底→淬火→時效→調直→探傷→檢驗。

2.2 產品試制關鍵工序和技術難點

2.2.1 跟端壓制

2.2.1.1 壓制模具的設計制造

75 kg/m鋼軌與60 kg/m鋼軌斷面的尺寸相差比較大，要將75 kg/m鋼軌壓制為60 kg/m鋼軌，從鍛壓角度講，是將一種復雜截面改變為另一種復雜截面，且要保證鍛壓后不形成毛邊。異型軌的壓制精度完全靠模具的精度來保證，所以，相關工作人員對模具的設計、制造提出了很高的要求。經過認真分析，參考國內壓制模具專業生產廠家生產的同類模具和我廠60/50異型軌壓制模具資料，與專業模具生產廠家共同設計、制造了75/60異型軌壓制模具，其分為預壓模和終壓模。

2.2.1.2 壓制程序

壓制75/60異型軌的鋼軌截面是由高變矮，這就容易出現折疊的情況。同時，75/60異型軌截面壓制屬于對稱壓制，對軌頭和軌底的對稱度要求高。為此，筆者反復試驗了模具定位和壓制操作程序，取得了測量數據，從而確定了不同模具的相互定位位置和不同模具的壓制順序。

跟端壓制程序是：①第一火。用方壓鐵壓軌頭入下模→預壓模合模→用彎板整形過渡段→用趕鐵趕壓軌端壓制段。②第二火。用方壓鐵壓軌頭入下模→終壓模合模→增壓器增壓使軌腰達到標準要求→用彎板整形過渡段→長壓板整形軌底。

2.2.1.3 壓制過程中出現的問題和解決辦法

軌鄂與軌頭側面交接處壓出肥邊。出現這種情況的原因是：從75 kg/m鋼軌斷面向60 kg/m鋼軌斷面變化時，斷面面積急劇收縮，軌頭、軌腰、軌底都在收縮。壓制時，多余的金屬將沿著鋼軌縱向方向增長，軌頭多余部分只能向底模交界處流動。而縱向增長的速度慢，抵消不了橫向斷面快速收縮產生的多余金屬，這些金屬只能沿著底模與上模交界處的間隙生長。這樣，不僅會出現肥邊，還會導致鋼軌脫模困難。針對這個問題，具體的解決方法是：壓制前，將軌頭兩側面400 mm長一段銑削掉一部分，這樣在壓制時，軌腰多余的金屬就會補充到軌頭缺少的部分。經過多次試驗，找到了最佳切銑削量，將軌頭銑削至寬67 mm時，可以有效避免肥邊的產生，也不至于出現軌頭填充不足、不飽滿的問題。

2.2.2 正火

將異型軌壓制端放入箱式電阻爐進行正火處理。正火可以消除壓制過程中產生的晶粒粗大、魏氏組織等缺陷，細化組織晶粒，滿足標準中過渡段晶粒度不得低于母材的要求，并提高抗拉強度等機械性能。

2.2.3 壓制段軌頂面淬火

淬火工藝采用與基本軌相同的工藝，使用中頻感應加熱和噴風冷卻的方式獲得細珠光體組織。淬火的目的是進一步細化軌頭組織的晶粒度，提高軌頭的硬度和耐磨度。

3 檢驗

3.1 金相組織

按標準要求，分別在過渡段的軌頭、軌腰、軌底取3個試樣觀察金相組織。金相組織為珠光體和少量鐵素體，未見過燒。

3.2 晶粒度

按照標準要求，分別在過渡段和母材的軌頭、軌腰、軌底取試樣觀察晶粒度，評定結果如表1所示。

4 結束語

試制的75/60異型軌送鐵科院質檢中心檢測，通過了200萬次疲勞試驗，機械性能檢驗和落錘試驗均達到TB/T 3066—2002要求的性能指標。該產品的試制成功使太原局擺脫了對外局同類產品的依賴，節約了采購維修成本，同時，增加了我廠的銷售產值和利潤，產生了良好的社會效益和經濟效益。

〔編輯：白潔〕